概念与requires子句中重载&&/||运算符：IMPLIES宏编译分歧谁正确？

问题场景 #

实现了一个模拟逻辑蕴含（P → Q等价于¬P ∨ Q）的IMPLIES宏，在普通代码中可正常工作，但在concept或requires子句中使用时，Clang编译报错，而GCC与MSVC可正常通过编译。

代码示例 #

namespace detail
{
    template <typename T>
    concept BoolLike = requires(T &&t) {(T &&)t ? true : false;};

    struct Implies
    {
        template <BoolLike T>
        friend constexpr bool operator||(T &&lhs, Implies)
        {
            return !bool((T &&)lhs);
        }
    };
}

#define IMPLIES ||::detail::Implies{}||

template <typename T>
concept A = true IMPLIES true;

static_assert(A<int>);

Clang报错信息 #

:19:18: error: atomic constraint must be of type 'bool' (found '::detail::Implies') 19 | concept A = true IMPLIES true; | ^~~~~~~ :16:19: note: expanded from macro 'IMPLIES' 16 | #define IMPLIES ||::detail::Implies{}|| | ^~~~~~~~~~~~~~~~~~~

标准合规性分析 #

根据C++标准的约束表达式规则（[temp.constr]章节），concept的定义式必须是一个能被解析为布尔值的约束表达式，且约束表达式会被分解为原子约束进行处理：

• 原子约束要求表达式的类型必须是bool（或可直接转换为bool的合法类型），且是常量表达式。
• 对于||这类逻辑运算符组成的复合约束，每个操作数都必须是合法的约束（即符合原子约束要求，或由合法约束组合而成）。

当宏展开后，concept的定义式变为true || ::detail::Implies{} || true：

• 在常规代码中，这个表达式会触发重载的operator||，最终返回bool类型的常量表达式，因此可以正常工作。
• 但在concept的约束上下文里，编译器需要先解析每个子表达式是否符合约束规则：::detail::Implies{}是用户自定义类型的对象，并非bool类型，也不属于标准允许的原子约束操作数类型，因此Clang报错是符合标准要求的。

GCC与MSVC的处理属于宽松实现：它们直接将整个表达式当作普通常量表达式求值，跳过了约束表达式的原子约束检查步骤，这不符合C++标准对约束表达式的解析规则。

结论 #

Clang的处理符合C++标准，GCC与MSVC的编译通过属于非标准的宽松实现。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者HolyBlackCat